[发明专利]一种避免过烧的激光切割装置及切割方法

权利要求书

1.一种避免过烧的激光切割装置，其特征在于，包括机台(1)，其中，

所述机台(1)的两侧沿长度方向设置有x伺服轴(2)，所述x伺服轴(2)上滑动设置有y伺服轴(3)，所述y伺服轴(3)垂直于所述x伺服轴(2)，所述y伺服轴(3)上滑动设置z伺服轴(4)，所述z伺服轴(4)上设置有激光切割头(5)；所述激光切割头(5)连接设置于所述机台(1)内的激光器(7)；

所述机台(1)上设置能够进行图形处理的控制机构(6)，所述控制机构(6)包括运动控制模块和激光控制模块，所述运动控制模块电性连接所述激光切割头(5)、所述x伺服轴(2)、y伺服轴(3)以及z伺服轴(4)，所述激光控制模块控制所述激光器(7)的功率输出，所述控制机构(6)还包括存储模块、图形处理模块、轨迹优化模块、模型模块、速度功率分配模块以及速度功率优化模块。

2.根据权利要求1所述的一种避免过烧的激光切割装置，其特征在于，所述运动控制模块为PMAC多轴运动控制卡，所述激光控制模块为LPC-1激光功率控制模块。

3.一种避免过烧的激光切割方法，应用如权利要求1或2所述的避免过烧的激光切割装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将工件图形导入存储模块；

S2：控制机构的图形处理模块从存储模块读取工件图形，并将工件图形建立于机械坐标系中，使得工件图形的点与机械坐标对应；

S3：图形处理模块根据工件图形形成切割轨迹，图形处理模块通过切割轨迹的机械坐标找出切割轨迹中拐角位置；

S4：轨迹优化模块针对步骤S3中拐角的位置进行切割轨迹优化，优化的切割轨迹数据传递给图形处理模块进行切割轨迹曲率半径计算，确定曲率半径的变化范围；

S5：向模型模块输入工件的材质类型、厚度、切缝的宽度，模拟得出复合参数设置的切割速度与激光功率之间的线性关系，根据激光器性能，选取适当的激光功率范围，获取对应的速度范围；

S6：速度功率分配模块将步骤S4中的曲率半径与步骤S5中的速度线性拟合，通过步骤S5中速度功率的线性关系获取实现曲率半径与功率的线性关系，将功率与速度分配到轨迹的对应位置，速度功率分配模块将最大速度和最大功率分配到轨迹中的直线部分；

S7：速度功率优化模块对轨迹直线与弧线相连接处优化，临近弧线的直线上截取过滤区，过滤区以逐渐变化的加速度进行平缓的速度变化，速度变化范围在过滤区一端的直线速度与过渡区另一端的弧线速度之间；

S8：运动控制模块根据分配的速度输出控制信号控制x伺服轴、y伺服轴的运动速度，激光控制模块根据分配的功率输出控制信号控制激光器输出功率。

4.根据权利要求3所述的一种避免过烧的激光切割方法，其特征在于，步骤S1中工件图形设置于与机械坐标系成比例的坐标系k中，步骤S2中图形处理模块使坐标系k与机械坐标原点重合，按比例缩放所述坐标系k，将工件图形的点与机械坐标对应。

5.根据权利要求3所述的一种避免过烧的激光切割方法，其特征在于，步骤S3中拐角是指直线与直线、直线与弧线、弧线与弧线形成的影响速度连续变化的尖角结构。

6.根据权利要求5所述的一种避免过烧的激光切割方法，其特征在于，步骤S4中切割轨迹优化，具体包括将拐角处的两段线的相交处通过连续的弧线连接。